Questão 27
IME 2014
[IME - 2014/2015 - 1a fase]
A Figura 1 apresenta um sistema composto por um trilho fixo em U e uma barra móvel que se desloca na vertical com velocidade v suspensa por um balão de massa desprezível. O trilho e a barra são condutores elétricos e permanecem sempre em contato sem atrito. Este conjunto está em uma região sujeita a uma densidade de fluxo magnético que forma com a horizontal um ângulo
como ilustrado na Figura 2.
Diante do exposto, o valor da corrente induzida no sistema, em ampères, no estado estacionário é:
Dados:
- massa da barra: 1 kg
- aceleração da gravidade g: 10 m/s2
- ângulo entre a horizontal e o vetor B: 60º
- massa específica do ar: 1,2kg/m3
- volume constante do balão: 0,5m3
- comprimento da barra entre os trilhos: 0,2m;
- densidade de fluxo magnético B: 4T
Observação:
- despreze a massa do balão com o hélio e o atrito entre a barra e os trilhos.
5,7
10
23
30
40
Gabarito:
10
Resolução:
Observe as forçãs que agem sobre a barra:
Perceba que a força magnética representada é a componente vertical da mesma.
Observe esse outro diagrama:
A componente vertical da força magnética é perpendicular à barra onde passa uma corrente i e perpendicular também ao campo externo, e tem seu valor dado por:
O somatório das forças no equilíbrio é dado por: